9 Науковці створили синтетичні дріжджі, що перетворюють людську сечу на гідроксиапатит — матеріал для зубних і кісткових імплантатів, одночасно очищуючи стічні води.
Біотехнології, що очищають і лікують
Дослідники з Каліфорнійського університету в Ірвіні разом із партнерами з Японії створили інноваційну дріжджову систему, що перетворює сечу на гідроксиапатит (HAp) — біосумісний фосфат кальцію. Цей матеріал використовують у стоматології, ортопедії, біоінженерії та реставрації кісток. «Цей процес досягає двох цілей одночасно», — пояснює професор Девід Кісайлус, — «усуває сечу зі стоків і виробляє медичний продукт».
Зазвичай HAp утворюється остеобластами — клітинами, що формують кістки. Але ці клітини не підходять для промислового виробництва. Тому вчені розробили синтетичні “остеоїди” — дріжджі, що імітують остеобласти. Вони розщеплюють сечовину, підвищують pH, накопичують кальцій і фосфати й утворюють HAp прямо всередині клітини, яка потім виводить його назовні.
Високий потенціал та доступність
Процес триває менше одного дня і дає до 1 грама HAp з 1 літра сечі. Його перевага — масштабованість і доступність, адже дріжджі, як і при пивоварінні, можна культивувати в умовах низьких витрат. «Це можна легко зробити без значних інфраструктурних потреб», — зазначає Кісайлус. Метод підходить для країн з обмеженими ресурсами, забезпечуючи їм доступ до передових медичних матеріалів.
Проєкт уже залучив фінансування Міністерства енергетики США, DARPA та ВПС США. Науковці бачать у розробці ширше застосування, зокрема у 3D-друці архітектурних матеріалів. Разом із професором Ясуо Йошикуні вони працюють над створенням нових функціональних речовин на базі цієї дріжджової платформи.
Утилізація відходів з користю
Високий вміст поживних речовин у сечі — екологічна загроза для водозбірних басейнів, якщо її не обробити. Новий метод зменшує це навантаження, перетворюючи відходи в ринковий продукт з прогнозованою вартістю 3,5 млрд доларів до 2030 року. Це не просто переробка — це циркулярна біоекономіка, де навіть неприємні ресурси стають частиною медичного прориву.
Дослідження опубліковано в журналі Nature Communications і демонструє, як поєднання синтетичної біології та матеріалознавства може одночасно вирішувати екологічні та медичні виклики.
